DE102020104689A1 - Device and method for material removal from fiber composite materials, in particular for shafts - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet des Materialabtrags an Faserverbundwerkstoffen und insbesondere den Materialabtrag zur Erstellung er Schäftung, wie sie beispielsweise bei einer Reparatur eines Faserverbundes mit Faser und Harz vorgesehen wird. Es werden ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung vorgeschlagen, wobei das Verfahren ein Bereitstellen eines Druckgefälles in einem Transportgas, ein Bereitstellen eines Strahlmaterials, ein Beschleunigen des Strahlmaterials durch das Druckgefälle auf eine Oberfläche des Faserverbundwerkstücks, ein abrasives Abtragen von Material einschließlich Fasern und Harz aus dem Faserverbundwerkstück in einem durch eine Abtrageeinheit und das Faserverbundwerkstück bestimmten Arbeitsraum und Abführen von abgetragenem Material und Strahlmaterial aus dem Arbeitsraum durch das Druckgefälle vorsieht, wobei das Strahlmaterial durch ein Strahlrohr auf die Oberfläche des Faserverbundwerkstücks geleitet wird, das Strahlmaterial eine mittlere Korngröße im Bereich von 200 µm bis 500 µm aufweist und ein Abstand des Strahlrohrs zum Faserverbundwerkstück im Arbeitsraum in einem Bereich von 3 bis 12 mm liegt.The present invention relates to the field of material removal from fiber composite materials and, in particular, material removal for the creation of shafts, as is provided, for example, when a fiber composite is repaired with fiber and resin. A method and a corresponding device are proposed, the method providing a pressure gradient in a transport gas, providing a blasting material, accelerating the blasting material through the pressure gradient on a surface of the fiber composite workpiece, abrasive removal of material including fibers and resin from the Provides fiber composite work piece in a working space determined by a removal unit and the fiber composite work piece and removal of removed material and blasting material from the work space through the pressure gradient, whereby the blasting material is guided through a nozzle onto the surface of the fiber composite work piece, the blasting material has an average grain size in the range of 200 µm up to 500 µm and the distance between the jet pipe and the fiber composite workpiece in the working area is in the range from 3 to 12 mm.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet des Materialabtrags an Faserverbundwerkstoffen und insbesondere den Materialabtrag zur Erstellung einer Schäftung, wie sie beispielsweise bei einer Reparatur eines Faserverbundes mit Faser und Harz vorgesehen wird.The present invention relates to the field of material removal from fiber composite materials and, in particular, material removal for creating a shaft, as is provided, for example, when a fiber composite is repaired with fiber and resin.
Faserverbundstrukturen und -Laminate werden vermehrt in der Luftfahrt, Wind- und Automobilindustrie eingesetzt. Häufig treten Schäden an diesen Strukturen durch z.B. Hochgeschwindigkeitsstöße auf. Eine der großen Herausforderungen, denen die Branchen daher gegenüberstehen, ist die herkömmlich kostspielige und zeitaufwändige Reparatur des Faserverbundes. Um Faserverbund-Bauteile zu reparieren, müssen diese heutzutage aufwendig bearbeitet werden, indem die beschädigten Schichten zunächst einzeln entfernt werden. Dies geschieht, indem Schalgeometrien (Schäftungen) erzeugt werden. Die heutzutage überwiegend manuell durchgeführten Abtragprozesse für Reparaturen und Bearbeitungen an Faserverbundbauteilen sind extrem emissionsbelastet und benötigen einen hohen Zeitaufwand von der Vorbereitung bis zur Nachbereitung einer sauberen Bearbeitungsstelle. Hier spielen zusätzlich Umwelt- und Gesundheitsaspekte eine große Rolle. Die Geschwindigkeit und Güte des Abtragprozesses ist außerdem stark von der Erfahrung des Werkers abhängig.Fiber composite structures and laminates are increasingly used in the aviation, wind and automotive industries. Frequently, damage to these structures occurs through, for example, high-speed impacts. One of the major challenges facing the industries is the traditionally expensive and time-consuming repair of the fiber composite. Nowadays, in order to repair fiber composite components, they have to be laboriously processed in that the damaged layers are first removed individually. This is done by creating formwork geometries (shafts). The removal processes for repairs and processing on fiber composite components, which are mostly carried out manually nowadays, are extremely polluted with emissions and require a lot of time from the preparation to the post-processing of a clean processing point. Here, environmental and health aspects also play a major role. The speed and quality of the removal process is also heavily dependent on the experience of the worker.
Derzeit in der Entwicklung stehende Automatisierungslösungen haben viele Einschränkungen und Nachteile, insbesondere hinsichtlich von Qualität und Genauigkeit der Bearbeitung. Besonderes Augenmerk bei der industriellen Nutzung eines automatisierten Abtragsystems liegt auf der emissionsfreien Bearbeitung und der möglichst universellen Nutzbarkeit (ortsunabhängig, verschiedene FVK-Bauteile, unterschiedliche Branchen), um ein breites Spektrum an Anwendungsfällen abzudecken (siehe z.B. „Composite Repair“, Publikation UTC 102, April 1999, der Firma Hexel Composites, Duxford). Unter Immissionsschutzgesichtspunkten muss beim Abtragen der Einzellagen eine Absaugung oder Nachreinigung dafür sorgen, dass alle Stäube und Restverschmutzungen entfernt werden, um Kontaminationen zu vermeiden.Automation solutions currently under development have many limitations and disadvantages, especially with regard to the quality and accuracy of the machining. In the industrial use of an automated removal system, special attention is paid to emission-free processing and the most universal usability possible (location-independent, different FRP components, different industries) in order to cover a wide range of applications (see e.g. "Composite Repair", publication UTC 102, April 1999, from Hexel Composites, Duxford). From the point of view of immission control, when removing the individual layers, suction or subsequent cleaning must ensure that all dust and residual dirt are removed in order to avoid contamination.
Hohe Abtragraten und großflächiges, in die Tiefe gehendes Abtragen bei gleichbleibender Qualität sind neuartige Herausforderungen im Bereich der automatisierten Bearbeitung von Reparaturstellen an Faserverbund-Bauteilen (siehe z.B.
Derzeit bestehen insbesondere Herausforderungen hinsichtlich einer großen Materialvielfalt, zu hoher Vor-, Nachreinigungs- und Nachbereitungszeiten, dem Fehlen von standardisierten Prozeduren zur Automatisierung des Abtragprozesses, dem Fehlen von prozessbegleitender Qualitätskontrolle heute und entsprechender Sensorik, der Immissionsfreiheit oder zumindest -beschränkung bei automatisierten Prozessen an den Oberflächen, des Gewichts- und Platzbedarfs automatisierter Prozesse, der Präzision der automatisierten Abtragung, der noch notwendigen aufwendigen Handarbeiten und Nachreinigungsarbeiten, der damit verbundenen Sicherheits- und Gesundheitsrisiken, dem Fehlen eines automatisierter in-field Technologie und dem Fehlen eines zugelassenen automatisierten Abtragverfahren bei Faserverbundwerkstoffen.Currently, there are challenges in particular with regard to a large variety of materials, excessive pre-, post-cleaning and post-processing times, the lack of standardized procedures for the automation of the removal process, the lack of process-accompanying quality control today and corresponding sensors, the freedom from immissions or at least restrictions in automated processes Surfaces, the weight and space requirements of automated processes, the precision of the automated removal, the laborious manual work and subsequent cleaning work that is still necessary, the associated safety and health risks, the lack of automated in-field technology and the lack of an approved automated removal process for fiber composite materials.
Der derzeit zugelassene Reparaturprozess von Faserverbundwerkstoffen beinhaltet die Abtragung der beschädigten Faserverbund-Schichten, bevor die Patch-Reparatur-Lagen auf den entfernten Bereich aufgeklebt werden. Eine großflächige Abtragung von Faserverbund muss um den beschädigten Bereich herum erfolgen. Die einzelnen Schichten von Verbundstrukturen müssen hierbei bearbeitet und abgetragen werden, bis alle darunterliegenden beschädigten Schichten entfernt wurden. Die Abtragung der Schichten erfolgt meist anhand eines gestuften oder konischen Schäftungsverlaufs. Wie im Artikel „Instandsetzung von Faserverbundbauteilen“ (F. Ellert, Lightweight-Design Journal, 03/2015) ausgeführt, enthält der Prozessablauf einer Reparatur von Faserverbundbauteilen in der Regel die Prozessschritte einer Begutachtung der Bearbeitungs- Schadstelle, Kategorisierung, Vorreinigung, eines Abtragens von Einzellagen, eines Nachreinigen, eines Herstellen eines Reparaturpatches und eines Aufkleben oder Laminieren des Reparaturpatches einschließlich des Aushärtens. Abschließend wird je nach Anwendungsgebiet eine NDT-Prüfung zur Kontrolle durchgeführt (siehe z.B. Wachinger G., Thum C., Scheid P.: „Reparaturfähigkeit und Reparaturkonzepte bei Strukturen aus faserverstärkten Kunststoffen“, in Henning F., „Handbuch Leichtbau“ München: Hanser Verlag, 2011)The currently approved repair process for fiber composite materials includes the removal of the damaged fiber composite layers before the patch repair layers are glued to the removed area. A large area of fiber composite must be removed around the damaged area. The individual layers of composite structures must be processed and removed until all the damaged layers underneath have been removed. The layers are usually removed using a stepped or conical shape of the scarf. As explained in the article "Repair of fiber composite components" (F. Ellert, Lightweight-Design Journal, 03/2015), the process flow of a repair of fiber composite components usually includes the process steps of an assessment of the processing damage area, categorization, pre-cleaning, removal of Individual layers, subsequent cleaning, production of a repair patch and gluing or lamination of the repair patch including curing. Finally, depending on the area of application, an NDT test is carried out as a check (see, for example, Wachinger G., Thum C., Scheid P .: "Repairability and repair concepts for structures made of fiber-reinforced plastics", in Henning F., "Handbuch Leichtbau" Munich: Hanser Publisher, 2011)
Derzeit wird der Abtragvorgang von Faserverbundmaterialien bis auf wenige Ausnahmen durch manuelles Schleifen ausgeführt, die ein Werker mittels handgeführtem Elektro- oder Druckluftschleifgeräts durchzuführen hat. Dadurch hängt das Ergebnis erheblich vom Kenntnisstand und der Geschicklichkeit des Fachpersonals ab. Unterschiedliche Materialien und unterschiedlich starke Fehlstellen erfordern dabei eine auf jeden Anwendungsfall angepasste Behandlungsstärke. Die Kontrolle erfolgt dabei nur über eine Sichtprüfung. Beim manuellen Abtragen muss der Werker Schutzkleidung tragen, um sich vor den Faserverbundstäuben zu schützen. Hier besteht ein großes Gesundheitsrisiko. Zusätzlich ist das manuelle Bearbeiten aus ergonomischer Sicht eine starke körperliche Belastung für den Werker, da das präzise Abtragen mit den schweren Schleifgeräten und den beim kontaktbehafteten Bearbeiten auftretenden mechanischen Kräften eine große Ausdauer erfordert (siehe z.B. F. Cenac, F. Collombet, R. Zitoune and M. Deleris, „Abrasive-water-jet blind-machining of polymer matrix composite materials“, Universite de Toulouse). Das Druckluft-Strahlen verwendet einen Hochgeschwindigkeitsstrom von festen Schleifpartikein zum Abtragen des Materials. Dieses wird hauptsächlich in Strahlkabinen durchgeführt, um die Stäube absaugen zu können. Der Werker muss einen Schutzanzug tragen.With a few exceptions, the process of removing fiber composite materials is currently carried out by manual grinding, which a worker has to carry out using a hand-held electric or compressed air grinder. As a result, the result depends significantly on the level of knowledge and the skill of the specialist staff. Different Materials and imperfections of different strengths require a treatment strength that is adapted to each application. The control is only carried out by means of a visual inspection. When removing manually, the worker must wear protective clothing to protect himself from the fiber composite dust. There is a major health risk here. In addition, from an ergonomic point of view, manual processing is a heavy physical strain for the worker, since the precise removal with the heavy grinding devices and the mechanical forces that occur during contact processing require a great deal of endurance (see e.g. F. Cenac, F. Collombet, R. Zitoune and M. Deleris, "Abrasive-water-jet blind-machining of polymer matrix composite materials", Universite de Toulouse). Compressed air blasting uses a high speed stream of solid abrasive particles to remove the material. This is mainly carried out in blasting cabins in order to be able to extract the dust. The worker must wear a protective suit.
Für die Luftfahrt gibt es derzeit kein weltweit zugelassenes automatisiertes Verfahren zum Abtragen von Beschädigungen an Faserverbundbauteilen, z.B. für die in-field-Reparatur an CFK-Rümpfen bei B787 und A350. Ein automatisierter, mechanischer Materialabtrag wird zurzeit mit Fräsmaschinen erprobt, fast ausschließlich noch im Prototypenstadium. For aviation there is currently no globally approved automated process for removing damage to fiber composite components, e.g. for in-field repairs on CFRP fuselages on the B787 and A350. Automated, mechanical material removal is currently being tested with milling machines, almost exclusively in the prototype stage.
Nachteile sind aufwendige Nachreinigungsprozesse der Reparaturstelle, Zeitdauer, Kosten, Größe und Gewicht der Maschinen und die Werkzeug-Positionierung. Zur Immissionsvermeidung werden große Fräskabinen aufgebaut und aufwendige Absaugungsvorrichtungen für Reinigungen der Kabinen und Bauteile integriert (siehe Dittmar, Hagen; Laserbasierte Reparaturvorbereitung von Composite-Strukturen, LZH; 2017). Fräsen verwendet Hartmetall- oder Diamantwerkzeuge, um das Faserverbund-Material zu bearbeiten und zu entfernen (siehe
Weitere Informationen zur Reparatur von Faserverbundwerkstoffen finden sich auch bei „Adaptive Machining for Efficient Manufacture and Repair of CFRP Components“ von Claus Bremer (BCT GmbH, 6/2012) und „Care and repair of advanced composites“ von K.B. Armstrong, W.F. Cole, L.G. Bevan (SAE International, London 2005).Further information on the repair of fiber composite materials can also be found in "Adaptive Machining for Efficient Manufacture and Repair of CFRP Components" by Claus Bremer (BCT GmbH, 6/2012) and "Care and repair of advanced composites" by K.B. Armstrong, W.F. Cole, L.G. Bevan (SAE International, London 2005).
Ansätze zum Detektieren von Schadstellen sind bereits bekannt und mit Verfahren der Radiografie, Ultraschall oder Thermografie möglich (siehe z.B. Schulungsmaterial SKZ Kunststoffzentrum; „Detektieren von Schäden an CFK Bauteilen“, www.skz.de). Ein Vermessen von unbehandelten Faserverbund- Oberflächen mit 1D/2D Linienscannern zur Abstandregelung und Inline-Bahnkorrekturen für automatische Roboterbewegungen wurde am Fraunhofer IFAM in Stade in vergangenen und laufenden Projekten betrachtet.Approaches to the detection of damaged areas are already known and possible with methods of radiography, ultrasound or thermography (see e.g. training material SKZ Kunststoffzentrum; "Detecting damage to CFRP components", www.skz.de). A measurement of untreated fiber composite surfaces with 1D / 2D line scanners for distance control and inline path corrections for automatic robot movements was considered at Fraunhofer IFAM in Stade in past and ongoing projects.
Eine vollautomatische Kontrolle von abgetragenen Schichten und folgender Bahnregelung mittels Sensorik während des Abtragprozesses ist in der Industrie bisher nicht vorhanden und stellt heutzutage mit den bisher verfolgten Ansätzen eine besondere Herausforderung dar. Bisherige teilautomatiserte Ansätze stützen sich auf eine kamerabasierte Überwachung der abgetragenen Oberflächen und werden durch eine visuelle Kontrolle des Werkers überprüft (siehe z.B.
Die zuvor beschriebenen Technologien zur automatisierten bzw. teilautomatisierten Schäftung sind zum Teil schon seit längerem bekannt und werden auch auf dem Markt angeboten. Aufgrund ihrer prinzip-bedingten technologischen Grenzen, Nachteile und Risiken konnten sie sich gegenüber dem händischen Schäften bisher nicht durchsetzen.Some of the technologies described above for automated or partially automated stocks have been known for a long time and are also available on the market. Due to their principle-related technological limits, disadvantages and risks, they have so far not been able to prevail over manual stocks.
Das Verfahren des Vakuumsaugstrahlens (als einem Beispiel eines Strahlverfahrens) wurde bisher lediglich zur oberflächlichen Entfernung von Verunreinigungen oder zur Entfernung von Deckschichten bei Faserverbundwerkstoffen (d.h. ohne Abtragen auch der Faser selbst), etwa zum dünnschichtigen Aufrauen oder Aktivieren vor einem Kleben eingesetzt.The vacuum suction blasting process (as an example of a blasting process) has so far only been used to remove impurities from the surface or to remove cover layers from fiber composite materials (i.e. without removing the fiber itself), e.g. for thin-layer roughening or activation before bonding.
Eine Vakuumsaugstrahleinheit umfasst als drei Hauptkomponenten eine Strahldüseneinheit, einen Industriesauger und eine Materialzuführung. Das Strahlmedium wird durch Unterdruck über ein Rohr- und Schlauchsystem an die zu behandelnde Werkstückoberfläche befördert. Über den Industriesaugerwird der nötige Unterdruck erzeugt und das Strahlmaterial aus einem Vorratsbehälter heraus beschleunigt. Der Strahlmitteltransport besteht aus einer Zuführungs- und einer Absaugungseinheit, welche mit der Oberfläche vakuumdicht abgeschlossen sind. Der Abtragmechanismus an der Oberfläche findet am Strahlkopf statt. Nachdem das Strahlgut dort auf die Werkstückoberfläche getroffen ist und diese dort abträgt, werden die Restpartikel und abgetragenen Werkstückpartikel über die Absaugung abgeführt. Dadurch ergibt sich eine saubere Werkstückoberfläche nach dem Strahlen. Vorteile des Vakuumsaugstrahlens gegenüber herkömmlichen Sandstrahlverfahren sind unter anderem ein geringerer Druck und somit eine geringere Bauteilbelastung sowie das emissionsfreie Behandeln. Kommerzielle Vakuumsaugstrahlanlagen werden beispielsweise zum Entgraten von Metalloberflächen angeboten (siehe Ruhland, Sigurd: Vakuumsaugstrahlen in der Fertigungslinie, GP Innovation GmbH, JOT 7, 2014). Die manuelle Bearbeitung mittels handgeführter beweglicher Strahllanze wird zum Beispiel zur Entfernung von Lackschichten und zum Anrauen vor dem Kleben verwendet.A vacuum suction jet unit comprises three main components: a jet nozzle unit, an industrial vacuum cleaner and a material feeder. The blasting medium is conveyed to the workpiece surface to be treated by negative pressure via a pipe and hose system. The necessary vacuum is generated by the industrial vacuum cleaner and the blasting material is accelerated from a storage container. The blasting media transport consists of a supply unit and a suction unit, which are sealed with the surface in a vacuum-tight manner. The removal mechanism on the surface takes place at the blasting head. After the blasting material has hit the workpiece surface there and removes it there, the remaining particles and removed workpiece particles are removed via the suction system. This results in a clean workpiece surface after blasting. Advantages of vacuum suction blasting compared to conventional sandblasting methods include lower pressure and therefore less stress on the component as well as emission-free treatment. Commercial vacuum suction blasting systems are offered, for example, for deburring metal surfaces (see Ruhland, Sigurd: Vacuum suction blasting in the production line, GP Innovation GmbH, JOT 7, 2014). Manual processing by means of a hand-held moving jet lance is used, for example, to remove layers of paint and to roughen up before gluing.
Bereits bekannte Ansätze im Zusammenhang mit Vakuumsaugstrahlen werden z.B. in
Die bekannte Ansätze zum Vakuumsaugstrahlen erlauben allerdings, soweit sie - neben dem Harz im Verbundwerkstück - überhaupt auch die Fasern abtragen lediglich eines derart geringe Abtraggeschwindigkeit, dass sie als Alternativen zum händischen Schäften nicht tauglich sind.The known approaches to vacuum suction blasting, however, allow - in so far as they - in addition to the resin in the composite workpiece - also remove the fibers at all, only such a low removal rate that they are not suitable as alternatives to manual shafting.
Ein der vorliegenden Erfindung zugrundeliegendes Ziel ist es, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Materialabtrag an einem Faserverbundwerkstück mit Fasern und Harz bereitzustellen, mit der zumindest einige Nachteile der derzeit zu einem solchen Materialabtrag, insbesondere zur Reparatur oder Reparaturvorbereitung, eingesetzten Verfahren und Vorrichtungen vermieden oder zumindest verringert werden.One aim of the present invention is to provide a method and a corresponding device for removing material from a fiber composite workpiece with fibers and resin, with which at least some disadvantages of the methods and devices currently used for such material removal, in particular for repair or repair preparation, are avoided or at least be reduced.
Es ist hierbei insbesondere gewünscht, eine Lösung vorzustellen, die als Grundlage für eine weitgehende oder sogar vollständige Automatisierung bei der Reparatur eines Faserverbundwerkstücks dienen kann.It is particularly desirable here to present a solution that can serve as the basis for extensive or even complete automation in the repair of a fiber composite workpiece.
Erfindungsgemäß wird nach einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Materialabtrag an einem Faserverbundwerkstück mit Fasern und Harz vorgeschlagen, wie es in Anspruch 1 definiert ist, nämlich mit den Schritten des Bereitstellens eines Druckgefälles in einem Transportgas, des Bereitstellens eines Strahlmaterials, des Beschleunigens des Strahlmaterials durch das Druckgefälle auf eine Oberfläche des Faserverbundwerkstücks, des abrasiven Abtragens von Material einschließlich Fasern und Harz aus dem Faserverbundwerkstück in einem durch eine Abtrageeinheit und das Faserverbundwerkstück bestimmten Arbeitsraum und des Abführens von abgetragenem Material und Strahlmaterial aus dem Arbeitsraum durch das Druckgefälle, wobei das Strahlmaterial durch ein Strahlrohr auf die Oberfläche des Faserver-bundwerkstücks geleitet wird und das Strahlmaterial eine mittlere Korngröße im Bereich von 200 µm bis 500 µm aufweist und ein Abstand des Strahlrohrs zum Faserverbundwerkstück im Arbeitsraum in einem Bereich von 3 bis 12 mm liegt.According to a first aspect, a method for removing material from a fiber composite workpiece with fibers and resin is proposed, as defined in claim 1, namely with the steps of providing a pressure gradient in a transport gas, providing a blasting material, accelerating the blasting material through the Pressure gradient on a surface of the fiber composite workpiece, the abrasive removal of material including fibers and resin from the fiber composite workpiece in a working space determined by a removal unit and the fiber composite workpiece and the removal of removed material and blasting material from the working space through the pressure gradient, the blasting material through a nozzle is directed onto the surface of the fiber composite workpiece and the blasting material has an average grain size in the range from 200 µm to 500 µm and the distance between the beam pipe and the fiber composite workpiece in the work area is within one range from 3 to 12 mm.
Erfindungsgemäß wird nach einem zweiten Aspekt eine Vorrichtung zum automatisierten Materialabtrag an einem Faserverbundwerkstück mit Fasern und Harz vorgeschlagen, wie sie in Anspruch 16 definiert ist, nämlich mit einer Druckeinheit, die zum Bereitstellen eines Druckgefälles in einem Transportgas ausgestaltet ist, einer Materialzufuhr, die zum Bereitstellen eines Strahlmaterials ausgestaltet ist, und einer Abtrageeinheit mit einem Strahlrohr, wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, durch ein von der Druckeinheit bereitgestelltes Druckgefälle das von der Materialzufuhr bereitgestellte Strahlmaterial auf eine Oberfläche des Faserverbundwerkstücks hin zu beschleunigen und zu leiten, so dass ein abrasives Abtragen von Material einschließlich Fasern und Harz aus dem Faserverbundwerkstück in einem durch eine Abtrageeinheit und das Faserverbundwerkstück bestimmten Arbeitsraum bewirkt wird, wobei die Vorrichtung ferner zum Abführen von abgetragenem Material und Strahlmaterial aus dem Arbeitsraum durch das Druckgefälle ausgestaltet ist, wobei das Strahlmaterial eine mittlere Korngröße im Bereich von 200 µm bis 500 µm aufweist und im Betrieb der Vorrichtung ein Abstand des Strahlrohrs zum Faserverbundwerkstück im Arbeitsraum in einem Bereich von 3 bis 12 mm liegt.According to a second aspect of the invention, a device for automated material removal from a fiber composite workpiece with fibers and resin is proposed as defined in
Ein Teil des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung findet sich in den folgenden Überlegungen.Part of the background to the present invention resides in the following considerations.
Es wurde gefunden, dass ein für einen lediglich oberflächennahen Abtrag (weniger als 100 µm Tiefe) eingesetztes und an sich bekanntes Verfahren wie das Vakuumsaugstrahlen bei geeigneter Wahl des Strahlmaterials und des Abstands des Strahlrohrs zur Oberfläche für einen etwa für ein Schäften relevanten Materialabtrag eingesetzt werden kann.It has been found that a known method such as vacuum suction blasting, which is only used for ablation close to the surface (less than 100 μm depth), can be used for material ablation relevant for shafts if the blasting material and the distance between the blasting tube and the surface are suitable .
Das Vakuumsaugstrahlen lässt sich allerdings erst durch die Kombination der gegenüber dem bekannten Ansatz größerem Korn und geringerem Abstand zur zu bearbeitenden Oberfläche wirtschaftlich zu einem im Ausmaß signifikanten aber dennoch ausreichend genauen Abtrag von Material aus dem Faserverbundwerkstück einsetzen.However, vacuum suction blasting can only be used economically through the combination of the larger grain compared to the known approach and a smaller distance to the surface to be processed to remove material from the fiber composite work piece that is significant but nevertheless sufficiently precise.
Die Nutzung lediglich eines in der mittleren Korngröße größeren Strahlmaterial bei ansonsten beibehaltenen Parametern des bekannten Ansatzes zum Vakuumsaugstrahlen (der ja nur zur Oberflächenbearbeitung vorgesehen war) führt zu einer längeren Bearbeitungszeit, wobei zudem der Abtrag ungleichmäßiger wird.The use of only one blasting material with a larger mean grain size while otherwise maintaining the parameters of the known approach to vacuum suction blasting (which was only intended for surface treatment) leads to a longer processing time, and the removal becomes more uneven.
Vorliegend wird die mittlere Korngröße durch Siebung (10µm bis Knopfgröße) bestimmt. Hierbei gilt die einem Siebdurchgang von 50 % entsprechende Korngröße als „Mittlere Korngröße“ (MK). Der prozentuale Gewichtsanteil an Körnern zwischen den Korngrößen 4/3 MK und 2/3 MK wird als „Gleichmäßigkeitsgrad“ (GG) bezeichnet.In the present case, the mean grain size is determined by sieving (10 µm to button size). The grain size corresponding to a sieve passage of 50% is the "mean grain size" (MK). The percentage by weight of grains between the grain sizes 4/3 MK and 2/3 MK is called the "degree of uniformity" (GG).
Ein geringerer Abstand des Strahlrohrs zur Oberfläche hat bei den herkömmlich genutzten Strahlmaterialen nur wenig Wirkung, wobei zudem beobachtet wurde, dass bisweilen die Genauigkeit in der Bearbeitung abnimmt, also dass wiederum der Abtrag ungleichmäßiger wird.A smaller distance between the jet pipe and the surface has little effect on the conventionally used blasting materials, and it has also been observed that the machining accuracy sometimes decreases, so that the removal becomes more uneven.
Es wurde nun allerdings gefunden, dass die Kombination der Wahl der Korngröße des Strahlmaterials zusammen mit der passenden Einstellung des Abstandes des Strahlrohrs überraschenderweise zusammen zu einem starken und entsprechend schnellen Materialabtrag führt, bei dem auch die gewünschte Genauigkeit erreicht wird.It has now been found, however, that the combination of the choice of the grain size of the blasting material together with the appropriate setting of the distance between the blasting tube surprisingly leads to a strong and correspondingly rapid material removal, in which the desired accuracy is also achieved.
Auch wenn eine Realisierung der Erfindung in Form eines Vakuumsaugstrahlens bevorzugt ist, ist zu bemerken, dass im Rahmen der Erfindung ein Vakuum im Sinne eines Unterdrucks gegenüber der Normal-Atmosphäre als solches nicht notwendig, da im Grunde jedes ausreichend dimensionierte Druckgefälle für den Transport und Abtransport von Strahlmaterial und abgetragenem Material genutzt werden kann.Even if a realization of the invention in the form of a vacuum suction jet is preferred, it should be noted that within the scope of the invention a vacuum in the sense of a negative pressure compared to the normal atmosphere is not necessary as such, since basically every sufficiently dimensioned pressure gradient for transport and removal can be used by blasting material and removed material.
Da mit der vorliegenden Erfindung eine Freisetzung von Staub und dergleichen verhindert oder zumindest stark eingeschränkt werden kann, ist zudem eine enge Kontrolle der Ergebnisse des Materialabtrags möglich, was sich vorteilhaft auf die Möglichkeiten zur Automatisierung auswirkt.Since the release of dust and the like can be prevented or at least severely restricted with the present invention, a close control of the results of the material removal is also possible, which has an advantageous effect on the possibilities for automation.
Der erfindungsgemäße Ansatz ist robust gegenüber hybriden, d.h. aus unterschiedlichen Werkstoffgattungen aufgebauten Werkstücken. Prinzipbedingt sind die auf die Werkstückoberfläche lokal aufgebrachten Kräfte insbesondere beim Vakuumsaugstrahlen sehr klein, was insbesondere bei der Präzisionsbearbeitung dünnwandiger Leichtbaustrukturen vorteilhaft ist. Im Gegensatz zum Abtrag durch das Strahlmaterial belasten die Schneiden eines Zerspanwerkzeugs die Werkstückrandzone primär tangential in einer linienförmigen Zone. Dadurch ist die eingebrachte Spannung weniger konzentriert. Neben dem gewünschten Abtrag resultieren inter- und intralaminare Mikrorisse und aus dem Verbund oberflächlich gelöste Faserenden, die die Klebeignung der Werkstückoberfläche beeinträchtigen und eine nachträgliche Polierschleifoperation erfordern.The approach according to the invention is robust in relation to hybrid workpieces, i.e. workpieces made up of different types of material. Due to the principle, the forces locally applied to the workpiece surface are very small, especially with vacuum suction blasting, which is particularly advantageous when precision machining thin-walled lightweight structures. In contrast to the abrasion by the blasting material, the cutting edges of a cutting tool load the workpiece edge zone primarily tangentially in a linear zone. As a result, the tension introduced is less concentrated. In addition to the desired removal, inter- and intralaminar microcracks and fiber ends loosened from the surface of the composite result, which impair the adhesion of the workpiece surface and require a subsequent polishing operation.
Beim bekannten Laserstrahlabtragen sind die extrem unterschiedlichen thermophysikalischen und optischen Eigenschaften der Bestandteile von Faserverbundkunststoffen und ggf. die Eigenschaften metallischer Decklagen schwer zu beherrschen. So muss die Wellenlänge je nach Werkstoff bzw. -kombination auf deren unterschiedliches Absorptionsverhalten abgestimmt werden. Die sehr niedrige Zersetzungstemperatur der Harzmatrix und die extrem hohe Sublimationstemperatur von Kohlefasern implizieren das Risiko, dass die Harzmatrix in der Umgebung der Bearbeitungsstelle thermisch geschädigt wird, wodurch inter- und intralaminare Risse und Delamination resultieren. Beim Laserabtragen von Faserverbundkunststoffen entstehen gesundheitsschädliche gasförmige Spaltprodukte, deren wirkstellennahe Erfassung angesichts der Variabilität von zu bearbeitenden Schadensstellen schwierig ist und daher hohen Aufwand erfordert. Diese Problematiken treten im Rahmen der Erfindung nicht auf.With the known laser beam ablation, the extremely different thermophysical and optical properties of the components of fiber-reinforced plastics and possibly the properties of metallic cover layers are difficult to master. Depending on the material or combination of materials, the wavelength must be matched to their different absorption behavior. The very low decomposition temperature of the resin matrix and the extremely high sublimation temperature of carbon fibers imply the risk that the resin matrix in the vicinity of the processing point will be thermally damaged, resulting in inter- and intralaminar cracks and delamination. When fiber-reinforced plastics are ablated by laser, gaseous fission products that are harmful to health are created which, in view of the variability of the damaged areas to be processed, are difficult to detect near the point of action and therefore require a great deal of effort. These problems do not arise within the scope of the invention.
Im Gegensatz zu Verfahren mit einer zur Bauteiloberfläche tangentialen Wirkbewegung (z.B. Fräsen, Schleifen) zeichnet sich der erfindungsgemäße Ansatz durch eine ausschließliche oder überwiegend normale Wirkbewegung zur Bauteiloberfläche aus. Diese ermöglicht ein Trennen der Fasern ohne oder weitgehend ohne Scher- oder Zugbelastungen auf das Faser-Matrix-Interface. Dadurch wird ein allmähliches Lösen von Faserenden aus der Matrix verhindert, welches die Qualität / Festigkeit nachfolgender Klebreparaturen beeinträchtigt und / oder einen weiten zwischen geschalteten Feinschleif-/Polierprozess erfordert, so dass dieser im Allgemeinen beim Einsatz der Erfindung entfallen kann.In contrast to methods with an active movement tangential to the component surface (e.g. milling, grinding), the approach according to the invention is characterized by an exclusive or predominantly normal active movement to the component surface. This enables the fibers to be separated without or largely without shear or tensile loads on the fiber-matrix interface. This prevents a gradual detachment of fiber ends from the matrix, which impairs the quality / strength of subsequent adhesive repairs and / or requires a long intermediate fine grinding / polishing process, so that this can generally be omitted when using the invention.
Die schädliche Beeinträchtigung der Bauteiloberfläche bei Verfahren mit einer zur Bauteiloberfläche tangentialen Wirkbewegung ist zudem stark vom Verschleißzustand des Werkzeugs abhängig, hingegen entfällt der vorliegenden Erfindung durch das jeweils zugeführte Strahlmaterial (Abrasivmedium) dieser schädliche Einfluss (siehe
Anders als beim Abrasiv-Wasserstrahlabtragen wird durch bei der vorliegenden Erfindung ein unerwünschter Feuchtigkeitseintrag in die geschädigte Bauteilzone vermieden. Außerdem erlaubt die Erfindung im Gegensatz zum Abrasiv-Wasserstrahlabtragen einen weitestgehend emissionsfreien Abtrag, d.h. die Umgebung wird nicht durch Abrasivpartikel und Abtragsprodukte verunreinigt.In contrast to abrasive water jet removal, the present invention avoids an undesired entry of moisture into the damaged component zone. In addition, in contrast to abrasive water jet removal, the invention allows for a largely emission-free removal, i.e. the environment is not contaminated by abrasive particles and removal products.
Bisher konnte mit herkömmlichen Verfahren wie dem bekannten Einsatz von Vakuumsaugstrahlen nur dünnschichtig die Deckschicht von Faserverbünden mit Abtragraten von 0,2 mm3/s entfernt werden. Im Gegensatz hierzu wurde gefunden, dass mit der vorliegenden Erfindung ein automatischer und kontrollierter Prozess möglich ist, mit dem gleichmäßige und großflächige Faserverbund-Schichten bei Abtragtiefen sowohl im dünnschichtigen als auch im cm Bereich mit Abtragraten von 5 mm3/s und mehr entfernt werden können. Es können größere Bereiche somit schneller, gleichmäßig und homogen im mit einer Genauigkeit bis in den µm-Bereich entfernt werden und insbesondere auch großflächig Harz und Faser abgetragen werden. Ein entscheidender Vorteil zu bisherigen Abtragverfahren und dem dünnschichtigen Anschleifen besteht daher neben der lateralen Strahlbereichsanpassung insbesondere in der schnelleren und größeren Abtragungsrate und einem definierten Schäftungsverlauf mit höherer und definierter Tiefe der Abtragung. Unterschiedliche Verbundmaterialien und Geometrien können mit dem Verfahren bearbeitet werden. Die mögliche und bevorzugte Automatisierung verbessert zum im Vergleich zum manuellen Schleifen die Ergonomie, Sicherheit und die Prozesszeit. Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung ist, dass das abrasive Strahlmittel zusammen mit dem entstehenden FVK-Schleifstaub unmittelbar wieder abgesaugt wird, so dass keine Stäube wie bei klassischen Verfahren freigesetzt werden. Die Saugstrahleinheit arbeitet somit emissionsarm, es werden keine Kühlmittel oder Nachreinigungsschritte benötigt. Ein weiterer großer Vorteil der Erfindung beim Abtragen von Faserverbundschichten ist die Vermeidung von Delaminationen, da der Wirkmechanismus der Materialtrennung normal zur Oberfläche und nicht tangential erfolgt. Es werden auch nur vernachlässigbare mechanischen Spannungen am Bauteil aufgebracht und es entsteht keine thermische Belastung (wie z.B. beim Laserverfahren). Durch eine mit einem 2D-Sensor gestützte Tiefen- und Breitenkontrolle und deren Regulierung von abgetragenen Faserlagen kann insbesondere die Qualität während des Prozesses kontrolliert und gesichert werden, so dass Nacharbeitszeit eingespart wird. Das Vakuumsaugstrahlen bringt zudem beim Bearbeiten von Leichtbauoberflächen nur sehr geringe Kräfte auf das zu behandelnde Material auf, wodurch die Kraft-Verformungs-Problematik bei Reparaturtätigkeiten entfällt. Das Verfahren eignet sich zudem für diverse Fasern und Harzsysteme und im Gegensatz zum Laserabtragen auch auf leitfähigen Materialien.Up to now, conventional methods such as the known use of vacuum suction jets have only been able to remove the top layer of fiber composites in thin layers at removal rates of 0.2 mm 3 / s. In contrast to this, it has been found that the present invention enables an automatic and controlled process with which uniform and large-area fiber composite layers can be removed at removal depths in both thin and cm areas with removal rates of 5 mm 3 / s and more . Larger areas can thus be removed more quickly, uniformly and homogeneously with an accuracy down to the µm range and, in particular, resin and fiber can also be removed over a large area. A decisive advantage over previous ablation processes and thin-layer grinding is therefore, in addition to the lateral beam area adaptation, in particular the faster and greater ablation rate and a defined scarf course with a higher and defined depth of the ablation. Different composite materials and geometries can be processed with the process. The possible and preferred automation improves ergonomics, safety and process time compared to manual grinding. Another important advantage of the invention is that the abrasive blasting agent is immediately sucked up again together with the resulting FRP grinding dust, so that no dust is released as is the case with classic processes. The suction jet unit therefore works with low emissions, no coolants or subsequent cleaning steps are required. Another great advantage of the invention when removing fiber composite layers is the avoidance of delamination, since the mechanism of action of the material separation is normal to the surface and not tangential. Only negligible mechanical stresses are applied to the component and there is no thermal load (as is the case with the laser process, for example). By means of a depth and width control supported by a 2D sensor and its regulation of removed fiber layers, the quality in particular can be controlled and assured during the process, so that reworking time is saved. Vacuum suction blasting also applies very little forces to the material to be treated when processing lightweight surfaces, which eliminates the problem of force and deformation during repair work. The process is also suitable for various fibers and resin systems and, in contrast to laser ablation, also on conductive materials.
Die Erfindung bietet insbesondere System- und Verfahrenslösung für den Repairbereich und damit für eine In-field Lösung. Als Anwendungsbereich wird insbesondere, aber nicht ausschließlich, die Montage von Faserverbundbauteilen in der Luftfahrtindustrie (vornehmlich Hersteller und Zulieferer) im Sektor Reparatur, vornehmlich Instandhaltungsbetriebe wie die Maintenance und Repair Operations von beispielsweise Lufthansa Technik. Die vorliegende Erfindung ist für eine in-field Bearbeitung und Reparatur an Faserverbundbauteilen geeignet, einschließlich der Bearbeitung von Faserverbund-Großstrukturen, wie sie im Flugzeugbau häufig vorzufinden sind. Des Weiteren lassen sich die im z.B. Luftfahrtbereich gesammelten Erfahrungen einfach auf Bearbeitungsprozesse auch an Rotorblättern in der Windenergie oder im Automobilbau anwenden. Das Verfahren kann direkt vor Ort einsetzbar sein und damit enorme Kosten und Zeit sparen. Als weiterer Anwendungsbereich kommt auch die Nacharbeit von Fertigungsfehlern an Bauteilen während der Produktion in Frage, bei der inline (in Rep-Shops und FAL) durch eine Nacharbeit in der Montage eine schnelle und saubere Bearbeitung ermöglicht wird.In particular, the invention offers system and method solutions for the repair area and thus for an in-field solution. The area of application is particularly, but not exclusively, the assembly of fiber composite components in the aviation industry (primarily manufacturers and suppliers) in the repair sector, primarily maintenance companies such as the maintenance and repair operations of Lufthansa Technik, for example. The present invention is suitable for in-field processing and repair of fiber composite components, including the processing of large fiber composite structures such as are often found in aircraft construction. Furthermore, the experience gained in the aviation sector, for example, can be easily applied to machining processes on rotor blades in wind energy or in automotive engineering. The process can be used directly on site and thus save enormous costs and time. Another possible area of application is the reworking of manufacturing defects on components during production, in which inline (in Rep-Shops and FAL) reworking in assembly enables fast and clean processing.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung liegt das Druckgefälle in einem Bereich von 200 bis 500 hPa, vorzugweise im Bereich von 275 bis 350 hPa. Es wurde gefunden, dass mit eine Druckgefälle in diesem Bereich jeweils gute Ergebnisse erzielt werden können.In an advantageous embodiment of an aspect of the invention, the pressure gradient is in a range from 200 to 500 hPa, preferably in the range from 275 to 350 hPa. It has been found that good results can be achieved with a pressure gradient in this range.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung wird das Druckgefälle so bereitgestellt, dass im Arbeitsraum ein Unterdruck gegenüber einer umgebenden Atmosphäre vorliegt. In dieser Ausgestaltung entspricht die Erfindung im Grunde dem Ansatz des Vakuumsaugstrahlens, wobei hierbei das Druckgefälle einfach durch eine entsprechende Saugeinheit gegenüber der Umgebungsluft erreicht werden kann.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the pressure gradient is provided in such a way that there is a negative pressure in relation to a surrounding atmosphere in the working space. In this embodiment, the invention basically corresponds to the approach of vacuum suction, whereby the pressure gradient can be achieved simply by means of a suitable suction unit with respect to the ambient air.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung ist die Abtrageeinheit so ausgestaltet, dass der Arbeitsraum eine Zufuhr von Transportgas und/oder Luft zwischen der Abtrageeinheit und dem Faserverbundwerkstück aufweist, wobei die Zufuhr vorzugsweise einen Spalt zwischen der Abtrageeinheit und dem Faserverbundwerkstück mit einer Breite in einem Bereich von 1/4 bis 1/20 des Abstands des Strahlrohrs zum Faserverbundwerkstück umfasst, insbesondere bevorzugt mit einer Breite von weniger als 0,5 mm. Es wurde gefunden, dass eine entsprechende zusätzliche Zufuhr von Luft bzw. Transportgas zwar einerseits das Druckgefälle als solches beeinflusst, wobei allerdings durch die zusätzliche Strömung eine bessere Abfuhr von Material erreicht wird.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the removal unit is designed so that the working space has a supply of transport gas and / or air between the removal unit and the fiber composite workpiece, the supply preferably having a gap between the removal unit and the fiber composite workpiece with a width in a range from 1/4 to 1/20 of the Distance of the jet pipe to the fiber composite workpiece includes, particularly preferably with a width of less than 0.5 mm. It has been found that a corresponding additional supply of air or transport gas on the one hand influences the pressure gradient as such, but better removal of material is achieved through the additional flow.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung weist das das Strahlmaterial eine spratzige Kornform auf. Die mehr oder wenige stark ausgeprägte Unregelmäßigkeit zusammen mit scharfen Kanten des spratziges Materials hat eine positive Wirkung auf die Abtragsfähigkeit des Strahlmaterials.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the blasting material has a spattered grain shape. The more or less pronounced irregularity together with sharp edges of the spattered material has a positive effect on the abrasiveness of the blasting material.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung umfasst das Strahlmaterial ein Keramikmaterial mit einer Mohs-Härte im Bereich von 6 bis 7,5, Siliciumdioxid und/oder Glasbruch. Es wurde gefunden, dass mit derartigem Strahlmaterial gute Eigenschaften erreicht werden können.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the blasting material comprises a ceramic material with a Mohs hardness in the range from 6 to 7.5, silicon dioxide and / or broken glass. It has been found that good properties can be achieved with such a blasting material.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung weist das Strahlmaterial eine mittlere Korngröße von 200 bis 325 µm auf. Der hier angegebene Bereich für die mittlere Korngröße wird besonders bevorzugt.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the blasting material has an average grain size of 200 to 325 μm. The range given here for the mean grain size is particularly preferred.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung erfolgt das Beschleunigen des Strahlmaterials mit einem Massendurchsatz im Bereich von 120 bis 200 g/min, vorzugsweise im Bereich von 140 bis 160 g/min. Mit einem derartigen Massendurchsatz lassen sich gute Abtragswirkungen zusammen mit einer wirtschaftlichen Nutzung des Strahlmaterials erreichen.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the blasting material is accelerated with a mass throughput in the range from 120 to 200 g / min, preferably in the range from 140 to 160 g / min. With such a mass throughput, good removal effects can be achieved together with economical use of the blasting material.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung trifft das Strahlmaterial beim Abtragen in einem Winkel von 40° oder weniger zu einer jeweiligen Oberflächennormalen des Faserverbundwerkstücks auf das Faserverbundwerkstück, vorzugsweise in einem Winkel von 25° oder weniger, besonders bevorzugt in einem Winkel von 5° oder weniger, wobei diejeweilige Oberflächennormale eine gemittelte Oberflächennormale eines Bereichs um einen Auftreffpunkt mit einem Durchmesser ist, der wenigstens 10 mal größer als die mittlere Korngröße des Strahlmaterials ist. Auch wenn ein annähernd senkrechtes Auftreffen des Strahlmaterials bevorzugt ist, wurde gefunden, dass auch bei Abweichungen von der Normalen noch gute Ergebnisse zu erreichen sind. Aufgrund der durch den Materialabtrag und möglichweise schon durch das Faserverbundwerkstück selbst bedingten Rauigkeit der Oberfläche ist die Oberflächennormale nicht im mikroskopischen Bereich oder noch feineren Bereich zu betrachten.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the blasting material hits the fiber composite workpiece at an angle of 40 ° or less to a respective surface normal of the fiber composite workpiece, preferably at an angle of 25 ° or less, particularly preferably at an angle of 5 ° or less, the respective surface normal being an average surface normal of an area around an impact point with a diameter which is at least 10 times larger than the mean grain size of the blasting material. Even if an approximately vertical impingement of the blasting material is preferred, it has been found that good results can still be achieved even with deviations from the normal. Due to the roughness of the surface caused by the material removal and possibly also by the fiber composite workpiece itself, the surface normal cannot be viewed in the microscopic range or in an even finer range.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung weist das Strahlrohr eine Düse mit einem runden oder rechteckigen Düsenausgang auf, vorzugsweise mit einem Innendurchmesser von weniger als 50 mm, bevorzugt im Bereich von 10 bis 15 mm.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the jet pipe has a nozzle with a round or rectangular nozzle outlet, preferably with an inside diameter of less than 50 mm, preferably in the range from 10 to 15 mm.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung ist die Düse des Strahlrohrs eine Venturi-Düse mit einem Verengungsbereich, dessen Innendurchmesser im von 50 bis 75% des Düsenausgangs liegt.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the nozzle of the jet pipe is a Venturi nozzle with a constriction area, the inner diameter of which is from 50 to 75% of the nozzle outlet.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung wird die Abtrageeinheit gegenüber dem Faserverbundwerkstück lateral mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 1 bis 10 mm/s bewegt, vorzugsweise im Bereich von 3 bis 5 mm/s. Es wurde gefunden, das mit einer derartigen Bewegungsgeschwindigkeit der Abtrageeinheit und damit des Bereichs, in dem Material abgetragen wird, gute Ergebnisse erzielt werden können. In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the removal unit is moved laterally with respect to the fiber composite workpiece at a speed in the range from 1 to 10 mm / s, preferably in the range from 3 to 5 mm / s. It has been found that good results can be achieved with such a speed of movement of the removal unit and thus of the area in which material is removed.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung wird die Abtrageeinheit gegenüber dem Faserverbundwerkstück lateral derart bewegt, dass eine Überlappung von benachbarten Abtragespuren mit einer Breite im Bereich von 5 bis 10 % einer Spurbreite erreicht wird. Der Abtrag in den Abtragespuren ist im Randbereich im Allgemeinen etwas geringer, so dass mit einem entsprechenden Überlapp eine insgesamt gute Gleichmäßigkeit erreicht werden kann.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the removal unit is moved laterally with respect to the fiber composite workpiece in such a way that an overlap of adjacent removal tracks with a width in the range of 5 to 10% of a track width is achieved. The removal in the removal tracks is generally somewhat less in the edge area, so that overall good uniformity can be achieved with a corresponding overlap.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung wird der Abstand des Strahlrohrs gegenüber dem Faserverbundwerkstück entsprechend einem lokalen Abtragsmaß angepasst wird. Angesichts der Bedeutung des Abstandes des Strahlrohrs von der Oberfläche kann es - in Abhängigkeit von der lokal gerade vorliegenden Tiefe - von Vorteil sein, die Position des Strahlrohrs gegenüber der Oberfläche (bzw. gegenüber dem „Grund“ des Abtragsbereichs) anzupassen.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the distance between the jet pipe and the fiber composite workpiece is adapted in accordance with a local amount of material removed. In view of the importance of the distance between the jet pipe and the surface, it can be advantageous to adapt the position of the jet pipe in relation to the surface (or in relation to the “bottom” of the ablation area), depending on the local depth.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung wird das erfindungsgemäße Materialabtragen als schäftendes Materialabtragen in einem Verfahren zur Reparatur eines Faserverbundwerkstücks mit Fasern und Harz, das zudem auch ein anschließendes Laminieren oder Kleben eines Reparaturstücks mit dem Faserverbundwerkstück im Bereich des Materialabtrags umfasst.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the material removal according to the invention is carried out as a shaft material removal in a method for repairing a fiber composite workpiece with fibers and resin, which also includes a subsequent lamination or gluing of a repair piece to the fiber composite workpiece in the area of the material removal.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens eine Sensoreinheit zur Erfassung eines Abtragsergebnisses und eine Steuereinheit, die zur Steuerung der Vorrichtung auf Basis eines Erfassungsergebnisses der Sensoreinheit ausgestaltet ist.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the device according to the invention comprises at least one sensor unit for detecting a removal result and a control unit that is used to control the device Is designed based on a detection result of the sensor unit.
Merkmale vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind insbesondere in den Unteransprüchen definiert, wobei weitere vorteilhafte Merkmale, Ausführungen und Ausgestaltungen für den Fachmann zudem aus den obigen Erläuterung und der folgenden Diskussion zu entnehmen sind.Features of advantageous embodiments of the invention are defined in particular in the subclaims, with further advantageous features, designs and configurations for the person skilled in the art also being evident from the above explanation and the following discussion.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen weiter illustriert und erläutert. Hierbei zeigt
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1 schematische Darstellungen der Einwirkungen bei einem Strahlverfahren und einem Zerspanungsverfahren an einem Verbundwerkstoff, -
2 eine schematische Darstellung einer mobilen, manuell geführten Strahleinheit, -
3 eine schematische Darstellung einer Vakuumsaugstrahleinheit mit einer Anbindung an einen Roboter, -
4 eine schematische Darstellung zur Illustration eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, -
5 eine schematische Darstellung zur weiteren Illustration des Ausführungsbeispiels, -
6 Beispiele für typische Schäftungsvarianten, -
7 schematische Darstellungen zur Erläuterung eines Bahnverlaufs bei einer Stufenschäftung, -
8 schematische Darstellungen von Sollschäftungsgeometrien und jeweiligen Schäden, -
9 eine schematische Draufsicht eines erfindungsgemäßen Abtragsystems mit einer kontinuierlichen Messung, -
10 ein Ablaufdiagramm einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 schematic representations of the effects of a blasting process and a machining process on a composite material, -
2 a schematic representation of a mobile, manually guided jet unit, -
3 a schematic representation of a vacuum suction jet unit with a connection to a robot, -
4th a schematic representation to illustrate an embodiment of the invention, -
5 a schematic representation to further illustrate the embodiment, -
6th Examples of typical stock options, -
7th schematic representations to explain the course of a path in a stepped shoulder, -
8th schematic representations of nominal shaft geometries and respective damage, -
9 a schematic top view of a removal system according to the invention with a continuous measurement, -
10 a flow chart of an embodiment of the method according to the invention.
In den beiliegenden Zeichnungen sowie den Erläuterungen zu diesen Zeichnungen sind einander entsprechende bzw. in Beziehung stehende Elemente - soweit zweckdienlich - mit jeweils entsprechenden oder ähnlichen Bezugszeichen gekennzeichnet, auch wenn sie in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen zu finden sind.In the accompanying drawings and the explanations of these drawings, elements that correspond or are related to one another are identified - as far as appropriate - with corresponding or similar reference numerals, even if they are to be found in different exemplary embodiments.
Während beim Sandstrahlen Material mit einem Druck von typischerweise 6 bar auf die Oberfläche beschleunigt wird, erfolgt dies beim Vakuumsaugstrahlen herkömmlich mit ca. 0,2 bar.While sandblasting accelerates material to the surface with a pressure of typically 6 bar, vacuum suction blasting usually does this with approx. 0.2 bar.
Nach dem Auftreffen auf das Werkstück
Die Vakuumsaugstrahleinheit umfasst einen Strahlmittelbehälter
Wenn, wie hier schematisch andeutet, zwischen dem Ende des Absaugrohrs
Beim automatisierten Abtragverlauf des stufigen Schäftens, wie er in
Im Rahmen der Erfindung kann hierbei ein abrasiver Strom von vorzugsweise Siliziumoxid-Strahlmittel verwendet werden, um auf die Faserverbundoberflächen zu strahlen und eine Schicht-zu-Schicht-Entfernung von Faserverbundstrukturen und Laminaten zu erreichen.In the context of the invention, an abrasive stream of preferably silicon oxide blasting media can be used in order to blast onto the fiber composite surfaces and achieve a layer-to-layer removal of fiber composite structures and laminates.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine Prozessregelung zur kontrollierten Abtragung vorgesehen. Der globale Ort und die Art der Schadensgeometrie werden vor Prozessbeginn als bekannt vorausgesetzt, wobei die Methoden der Schadensdetektion bereits dem Stand der Technik entsprechen.In the context of the present invention, a process control for controlled removal is provided. The global location and the type of damage geometry are assumed to be known before the start of the process, whereby the methods of damage detection already correspond to the state of the art.
Mit Hilfe eines Roboterendeffektors wird der Strahlkopf (mit Strahlrohr
Für eine kontinuierliche Kontrolle des Strahlabtrags wird eine dem Strahlkopf nachgelagerte optische 2D-Liniensensorik
Anders als beim bekannten Ansatz des Vakuumsaugstrahlverfahrens, das lediglich zur oberflächlichen Vorbehandlung von Faserverbundwerkstücken vorgesehen ist, bei der nur die Matrix der Decklage, aber nicht die Fasern abgetragen werden sollen, zielt das erfindungsgemäße Verfahren darauf ab, insbesondere auch die Fasern und diese über eine größere Tiefe des Bauteils abzutragen.In contrast to the known approach of the vacuum suction jet process, which is only used for the superficial pretreatment of If fiber composite workpieces are provided in which only the matrix of the cover layer but not the fibers are to be removed, the method according to the invention aims to also remove the fibers and these over a greater depth of the component.
Eine beispielhafte Ausgestaltung der Erfindung wird im Folgenden erläutert.An exemplary embodiment of the invention is explained below.
Über einen Absaugkanal, der zur Bauteiloberfläche abgedichtet oder weitgehend abgedichtet ist, wird über einen Zufuhrkanal ein Gemisch aus Luft und Abrasivpartikeln angesaugt. Hierbei hat der Zufuhrkanal im Gegensatz zum Absaugkanal einen Abstand zur Bauteiloberfläche (siehe
Die entsprechende Vorrichtung umfasst (vgl. auch
Bei der vorliegenden Ausgestaltung werden Partikel vorzugsweise einer spratzigen Kornform, d.h. mit scharfkantigen Teilflächen, vorzugsweise einer Keramik hoher Härte, weiter vorzugsweise aus SiO2, vorzugsweise als Glasbruch eingesetzt, wobei deren Dichte geringer als 3.2 g/cm3, vorzugsweise geringer als 2.7 g/cm3, speziell etwa 2.5 g/cm3 beträgt, und deren mittlerer Korndurchmesser mindestens 200 µm, vorzugsweise mindestens 250µm beträgt, wobei der erzeugte Unterdruck in der Strahlhaube an der Wirkstelle zwischen 200 hPa und 500 hPa, vorzugsweise zwischen 280 hPa bis 330 hPa beträgt, wobei der Abstand des Zufuhrkanals (Strahlrohrs) zur Wirkstelle auf der Bauteiloberfläche 4 bis 11 mm, vorzugsweise 6 bis 9 mm, speziell 7 bis 8 mm beträgt.In the present embodiment, particles are preferably used with a spattered grain shape, ie with sharp-edged partial surfaces, preferably a ceramic of high hardness, more preferably made of SiO2, preferably as broken glass, the density of which is less than 3.2 g / cm 3 , preferably less than 2.7 g / cm 3 , especially about 2.5 g / cm 3 , and the mean grain diameter of which is at least 200 µm, preferably at least 250 µm, the negative pressure generated in the jet hood at the point of action being between 200 hPa and 500 hPa, preferably between 280 hPa to 330 hPa, wherein the distance between the feed channel (jet pipe) and the point of action on the component surface is 4 to 11 mm, preferably 6 to 9 mm, especially 7 to 8 mm.
Das erfindungsgemäße Wirkprinzip beruht auf einem energiegebundenen Abtrag durch einen gasgeführten Partikelstrahl mit einer vorrangig normalen Wirkrichtung, die einen Winkel von maximal 40° zur Oberflächennormalen, vorzugsweise von maximal 25° zur Oberflächennormalen aufweist, speziell mit einer etwa normalen Wirkrichtung zur Werkstückoberfläche (siehe
Die Erfindung implementiert den Vakuumsaugstrahlprozess für den gezielten großflächigen Abtrag in Breite und Tiefe an Faserverbund-Bauteilen. Der Abtrag umfasst dabei Fasern und Matrix. Das Verfahren mittels Vakuumsaugstrahlen ist ein neuartiger Ansatz für das präzise Entfernen von Schadstellen an Faserverbundbauteilen mittels Schäftung. Die Automatisierung dieses Verfahrens eignet sich damit als Technologielösung für die Reparatur von Faserverbundbauteilen in der Industrie. Der Prozess deckt verschiedene Reparaturstellengrößen und -tiefen ab. Es kann eine an die Schadenfläche angepasste Abtragsgeometrie erzeugt werden, wobei vor allem grundlegende Schäftungsverläufe im Maßstab einer typischen Schäftungsstelle von ca. 300 mm x 300 mm hergestellt werden. Diese Größe deckt ca. 90% der Schäden in der Industrie ab.The invention implements the vacuum suction blasting process for targeted, large-area removal in width and depth on fiber composite components. The removal includes fibers and matrix. The process using vacuum suction blasting is a novel approach for the precise removal of damaged areas on fiber composite components by means of scarfing. The automation of this process is therefore suitable as a technology solution for the repair of fiber composite components in industry. The process covers different repair point sizes and depths. An ablation geometry adapted to the damaged area can be generated, whereby in particular basic scarfing courses on the scale of a typical scarfing point of approx. 300 mm x 300 mm are produced. This size covers about 90% of the damage in industry.
Dazu werden Sollschäftungsgeometrien erstellt und mittels CAM Routinen zum Taschenfräsen ausgeführt (siehe
Beispielhaft umfasst ein Vorgehen zum Abtragen eine Programmauswahl für den jeweiligen Abtragvorgang, ein Positionieren des Strahlkopfes vom Roboter an der Oberfläche, ein Einschalten des Industriesaugers über einen Programmbefehl des Roboterprogramms, ein Starten der Strahlmittelzufuhr über ein Signal im Programm, ein Verfahren des Strahlkopfes auf der Werkstückoberfläche und eine Kontrolle der Abtragtiefe und -breite durch eine Sensorik und eine entsprechende Regelung die Programmparameter, wobei das Programm bis zum Ende des Strahlvorgangs durchläuft.For example, a procedure for ablation includes a program selection for the respective ablation process, positioning the blasting head of the robot on the surface, switching on the industrial vacuum cleaner via a program command of the robot program, starting the blasting media supply via a signal in the program, moving the blasting head on the workpiece surface and a control of the removal depth and width by a sensor system and a corresponding control of the program parameters, the program running through to the end of the blasting process.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine trockene Bearbeitung durch ein mittels Unterdruck im Strahlrohr befördertes abrasives Strahlmedium im Transportgas, abgeschlossen zur Bearbeitungsoberfläche durch ein Außenrohr, welches einen kontrolliert geringen Spalt für eine den Strahlmittelstrom beschleunigende Zuluft beinhaltet. Das Verfahren ist dadurch ausgezeichnet, dass zum volumetrischen Abtragen an Faserharzlaminaten die Anordnung des Strahlrohrs, der Druckbereich, der Massenstrom und die Korngrößen als Hauptparameter passend eingestellt werden. Der einzustellende Unterdruck liegt zwischen 200 hPa und 500 hPa liegen, vorzugsweise bei 300 hPa. Der zum Abtragen gewünschte Massendurchsatz kann insbesondere zwischen 120 g/min und 200 g/min eingestellt werden, bevorzugt bei 150 g/min. Korngrößen sind zwischen 200 µm und 500 µm vorgesehen, zu bevorzugen ist ein Glasbruch- Strahlmittel mit Korngröße 315 µm .One embodiment of the method according to the invention is dry processing by means of an abrasive blasting medium in the transport gas conveyed by means of negative pressure in the blasting tube, closed to the processing surface by an outer tube which contains a controlled small gap for a supply air that accelerates the blasting medium flow. The process is distinguished by the fact that for the volumetric removal of fiber resin laminates the arrangement of the jet pipe, the pressure area, the Mass flow and the grain sizes can be set appropriately as main parameters. The negative pressure to be set is between 200 hPa and 500 hPa, preferably 300 hPa. The mass throughput desired for removal can be set in particular between 120 g / min and 200 g / min, preferably 150 g / min. Grain sizes between 200 µm and 500 µm are provided, a broken glass blasting agent with a grain size of 315 µm is preferred.
Es wurde gefunden, dass bei der entsprechende Vorrichtung Einstellmöglichkeiten hinsichtlich insbesondere von Strahlrohrgeometrien vorliegen. Einsetzbar für den Abtrag sind insbesondere die verwendeten Strahldüsengeometrien aus Runddüsen, bevorzugt Venturi-Düsen (Durchmesser Venturi min. 8 mm, Austritt 13,5 mm bis max. 20 mm). Innenrohrdurchmesser können abhängig vom Schlauchdurchmesser bis zu 50 mm betragen, bevorzugt bei 10 mm bis 15 mm, um z.B. eine optimale und effiziente Bearbeitungsbreite von 20 mm zu ermöglichen. Es können Düsen mit rundem oder Rechteck-Ausgang eingesetzt werden. Ein Strahlrohrabstand von 3 mm bis 10 mm zur Oberfläche ist möglich, vorzugsweise sind 7-8 mm einzustellen. Die Verfahrgeschwindigkeit bei den zuvor genannten bevorzugten Werten sollte zwischen 1 mm/s und 9 mm/s, vorzugsweise bei 4 mm/s liegen. Für einen lückenlosen Übergang zwischen zwei Abtragspuren ist eine Bahnüberlappungsbreite von 1 mm bis 2 mm einzustellen. Mittels eines an verschiedene Bauteilgeometrien anpassbaren, flexiblen Dichtungsmaterials wird der Abschluss des Strahlkopfs zum Bauteil hergestellt und damit der nötige Unterdruck von geschaffen, um die Reparaturstelle von der Umgebung zu separieren.It has been found that the corresponding device has setting options with regard to jet pipe geometries in particular. In particular, the jet nozzle geometries made of round nozzles, preferably Venturi nozzles (Venturi diameter min. 8 mm, outlet 13.5 mm to max. 20 mm) can be used for the removal. Inner tube diameters can be up to 50 mm, depending on the hose diameter, preferably 10 mm to 15 mm, in order, for example, to enable an optimal and efficient processing width of 20 mm. Nozzles with a round or rectangular outlet can be used. A jet pipe distance of 3 mm to 10 mm to the surface is possible, preferably 7-8 mm should be set. The travel speed with the aforementioned preferred values should be between 1 mm / s and 9 mm / s, preferably 4 mm / s. A web overlap width of 1 mm to 2 mm must be set for a seamless transition between two removal tracks. A flexible sealing material that can be adapted to different component geometries is used to close the jet head to the component, thus creating the necessary negative pressure to separate the repair site from the surroundings.
In einem konkreteren Ausführungsbeispiel wird als Anforderung vor einer CFK Platte mit 300 mm x 300 mm, einer Lagenstärke von 0,125 mm und einer Deckschicht 0,06 mm ausgegangen, wobei eine Bearbeitungsbreite mit Stufen von 20 mm und ein Abtrag dreier Lagen vorgesehen sind.In a more concrete embodiment, the requirement for a CFRP plate with 300 mm x 300 mm, a layer thickness of 0.125 mm and a top layer 0.06 mm is assumed, with a processing width with steps of 20 mm and removal of three layers.
Beim automatisierten Abtragverlauf des stufigen Schäftens wird zunächst die erste Lage der gesamten Schäftungsfläche abgetragen, danach der um eine Stufenbreite kleinere Bereich. Bei CFK-Bauteilen mit einer Deckschicht wird zunächst diese abgetragen, hierfür wird eine separate Geschwindigkeit gewählt, da die Lage dünner ist.With the automated removal process of the stepped shaft, first the first layer of the entire shaft surface is removed, then the area one step width smaller. In the case of CFRP components with a top layer, this is first removed; a separate speed is selected for this because the layer is thinner.
Ein Ausgangszustand umfasst beispielsweise einen Kuka Roboter mit Saugstrahlendeffektor und Strahlmittelbehälter auf einem Tenderwagen, eine Schlauchführung verbunden mit Industriesauger, Schläuche 45 mm, Absaugschlauch 30 m, 13 mm Strahlschlauch 10 m, wobei Strahlrohrgeometrien aus Rund-Venturi-Düsen (Durchmesser Venturi min. 8 mm, Austritt 13,5 mm bis max. 20 mm) vorgesehen sind.An initial state includes, for example, a Kuka robot with suction jet end effector and blasting agent container on a tender wagon, a hose guide connected to an industrial vacuum cleaner, hoses 45 mm,
Der Ablauf umfasst hierbei, dass die Platte auf einem ebenen Tisch fest aufgespannt wird. Zwei Hebel am Industriesauger werden auf Unterdruck-Maximum (ca. 300 hPa) gestellt. Der Strahlmittelbehälter wird mit Strahlgut GB 315 gefüllt und das Innenrohr der Strahldüse wird auf einen Abstand von 7 mm zur Oberfläche eingestellt. Es erfolgt eine Kuka-Programmauswahl für den jeweiligen Abtragvorgang und der Strahlkopf wird vom Roboter an der Oberfläche positioniert, wobei dies eine Fahrt zur ersten Position mit einem Abstand der Außendüse von 1 mm zur Oberfläche umfasst, wobei eine flexible Dichtung in Kontakt zur Oberfläche vorgesehen ist.The process here includes that the plate is firmly clamped on a flat table. Two levers on the industrial vacuum cleaner are set to the maximum negative pressure (approx. 300 hPa). The blasting media container is filled with blasting material GB 315 and the inner tube of the blasting nozzle is set at a distance of 7 mm from the surface. A Kuka program is selected for the respective removal process and the blasting head is positioned on the surface by the robot, this comprising a drive to the first position with a distance of the outer nozzle of 1 mm to the surface, with a flexible seal in contact with the surface .
Über einen Programmbefehl schaltet das Roboterprogramm den Industriesauger ein, so dass es zum Start der Absaugung kommt. Hierbei beträgt die Fördermenge etwa 60 % (150 g/min). Anschließend wird die Strahlmittelzufuhr über ein Signal im Programm gestartet, also die Förderung gestartet. Zur Entfernung der Deckschicht im gewünschten Bereich ist eine Roboterbewegung mit 8 mm/s vorgesehen, wobei für die restlichen Lagen eine Roboterbewegung von 4 mm/s eingestellt wird. Bei der Fahrt beträgt der Abstand der Bahnmittelpunkte 13 mm (Bahnüberlappungsbreite von 1 mm bis 2 mm). Der Strahlkopf wird auf der Werkstückoberfläche mit einprogrammierten Wegen verfahren. Die Sensorik kontrolliert die Abtragtiefe und -breite und regelt die Programmparameter, bis der Strahlvorgang abgeschlossen ist.The robot program switches on the industrial vacuum cleaner via a program command, so that the extraction system starts. The delivery rate is around 60% (150 g / min). Then the blasting media supply is started via a signal in the program, i.e. the conveyance is started. A robot movement of 8 mm / s is provided to remove the cover layer in the desired area, with a robot movement of 4 mm / s being set for the remaining layers. When traveling, the distance between the track centers is 13 mm (track overlap width of 1 mm to 2 mm). The blasting head is moved on the workpiece surface with programmed paths. The sensors control the depth and width of the ablation and regulate the program parameters until the blasting process is complete.
Das Verfahren dient zum Materialabtrag an einem Faserverbundwerkstück mit Fasern und Harz.The method is used to remove material from a fiber composite workpiece with fibers and resin.
In Schritt
Infolge des Druckgefälles wird in Schritt
Erfindungsgemäß wird das Strahlmaterial durch ein Strahlrohr auf die Oberfläche des Faserverbundwerkstücks geleitet wird, wobei das Strahlmaterial eine mittlere Korngröße im Bereich von 200 µm bis 500 µm aufweist und ein Abstand des Strahlrohrs zum Faserverbundwerkstück im Arbeitsraum in einem Bereich von 3 bis 12 mm liegt.According to the invention, the blasting material is passed through a blasting tube onto the surface of the fiber composite workpiece, the blasting material having an average grain size in the range from 200 µm to 500 µm and the distance between the beam tube and the fiber composite workpiece in the working area being in a range of 3 to 12 mm.
Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutieren Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.Even if various aspects or features of the invention are each shown in combination in the figures, it is clear to the person skilled in the art - unless stated otherwise - that the combinations shown and discussed are not the only possible ones. In particular, corresponding units or feature complexes from different exemplary embodiments can be exchanged with one another.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- VerbundwerkstoffComposite
- 22
- StrahlmittelAbrasives
- 33
- SchneideCutting edge
- 44th
- Wirkbewegung des StrahlmittelsActive movement of the abrasive
- 55
- Wirkbewegung der SchneideEffective movement of the cutting edge
- 66th
- SchädigungenInjuries
- 11, 1211, 12
- StrahldüseneinheitJet nozzle unit
- 1313th
- MaterialzuführungMaterial feed
- 1414th
- IndustriesaugerIndustrial vacuum cleaner
- 1515th
- Bereitstellung von StrahlmaterialProvision of blasting material
- 1616
- Roboterrobot
- 1717th
- StrahlkopfJet head
- 1818th
- Werkstückworkpiece
- 1919th
- VakuumsaugerVacuum cups
- 2121
- StrahlmittelbehälterAbrasive container
- 2222nd
- ZuführschlauchFeed hose
- 2323
- StrahlrohrJet pipe
- 2424
- AbsaugrohrSuction tube
- 2525th
- AbsaugschlauchSuction hose
- 2626th
- SaugerMammal
- 2727
- Oberflächesurface
- 2828
- StrahlmaterialBlasting material
- 3131
- Werkstückworkpiece
- 3232
- Klebstoffadhesive
- 3333
- PatchPatch
- 4141
- punktförmiger Schadenpunctiform damage
- 4242
- länglicher Schadenelongated damage
- 5151
- nachlaufender Sensorlagging sensor
- 5252
- vorlaufender Sensorleading sensor
- 5353
- abzutragende Oberflächesurface to be removed
- 5454
- abgetragene Oberflächeworn surface
- 5555
- BewegungsrichtungDirection of movement
- 5656
- Abstanddistance
- 6161
- Bereitstellen eines DruckgefällesProviding a pressure gradient
- 6262
- Bereitstellen von StrahlmaterialProvision of blasting material
- 6363
- Beschleunigen von StrahlmaterialAccelerating blasting material
- 6464
- Abrasives AbtragenAbrasive removal
- 6565
- Abführen von MaterialDischarge of material
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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